De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Overzicht tweede college “ruis” Fourier analyse van ruis (tijd frequentie) –Tijdscorrelatie R NN (t) & Spectraal ruisvermogen S N (f) Verschillende soorten.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Overzicht tweede college “ruis” Fourier analyse van ruis (tijd frequentie) –Tijdscorrelatie R NN (t) & Spectraal ruisvermogen S N (f) Verschillende soorten."— Transcript van de presentatie:

1 Overzicht tweede college “ruis” Fourier analyse van ruis (tijd frequentie) –Tijdscorrelatie R NN (t) & Spectraal ruisvermogen S N (f) Verschillende soorten ruis –spectraal witte ruis (hoe sterk?) –laag frequente ruis (1/f ruis & drift) –stoorsignalen Voorbeelden van kwantitatieve ruisanalyse

2 Fourier transformatie van ruissignaal Tijdscorrelatiefunctie R NN (t) - kwadratisch integreerbaar ! - R NN (t) is reëel & symmetrisch - R NN (0) =  N 2 (t)  - R NN (t  ) =  N(t)  2 (=0 meestal) Spectraal ruisvermogen S N (f) - enkel-zijdig (f>0) Let op DIMENSIE van spectraal ruisvermogen !!

3 Frequentie spectra van diverse soorten ruis College: Experimentele Technieken

4 Verschillende soorten ruis Witte ruis (vlak ruisspectrum) –Thermische ruis –Hagel ruis Laagfrequente ruis (ruisspectrum piekt bij lage frequenties) –1/f ruis –Drift Stoorsignalen (bij welbepaalde frequentie) –Vaak met scherp bepaalde frequentie (spectraal coherent), en daardoor net iets anders dan “echte ruis” (b.v. brom = harmonischen van 50 Hz)

5 Thermische ruis: “ = 4kTR.Δ f” “mean-square” ruisvermogen evenredig met  f (en T) Vraag: Wanneer is er maximale overdracht van ruisvermogen en hoeveel ruisvermogen wordt er dan overgedragen ? –impedantiematching R load = R –vermogensoverdracht: kT.Δ f (kT per “vrijheidsgraad”)

6 Koppeling thermisch ruisvermogen van weerstand naar condensator Vraag: Hoeveel voltage ruis (V n rms) staat er over de condensator ? Wilmshurst 4.13 Equipartitie van energie (kT = 2 * ½kT per vrijheidsgraad)

7 Quantum mechanische grens aan thermische ruis Noise changes for frequencies Planck: Measured current noise in Josephson junction:

8 Hagelruis Voorbeeld hagelruis bij hoge tijdsresolutie Wilmshurst 4.11 Vraag: Hoeveel fluctuaties meten we bij lage tijdsresolutie ? Hagelruis t.g.v. quantisatie (hagel / regen, electronen, fotonen, …)

9 Laag-frequent filter van hagelruis T r = filtertijd, responstijd, geheugentijd –Gemiddeld aantal pulsen in “memory box”  p   T r –Ruis = spreiding in dit aantal  p 2    p   T r Wilmshurst 1.5 => Relatieve ruissterkte V n  1/  T r

10 Hagelruis is spectraal wit S i (f) = 2qI 0 Hagelruis t.g.v. quantisatie (hagel / regen, electronen, fotonen, …) Hagelruis is ook spectraal wit (en lijkt hiermee op thermische ruis)

11 1/f ruis heeft extra veel laagfrequent ruisvermogen Witte ruis & 1/f ruis Wilmshurst 1.3

12 1/f ruis Wilmshurst 5.1 1/f ruis heeft te maken met onzuiverheden - verontreinigingen & roosterfouten - oppervlakte effecten geven veel 1/f ruis

13 Voorbeeld van 1/f ruis Wilmshurst 5.1 & 5.2

14 Ruis onderscheiden op basis van Spectraal ruisvermogen S N (f)

15 Transfer of signal and noise Vraag: Hoeveel ruisvermogen kun je maximaal overdragen?

16 Ruisvermogen toegevoegd door versterker Toegevoegd ruisvermogen teruggerekend naar ingang: –P = P input ruis + P versterker Effectieve ruistemperatuur versterker F-getal van versterker –10 x log(F) in dB –“versterker voegt 1.5 dB aan ruis toe”

17 Rekenvoorbeelden ruis 1 Hoeveel thermische voltage ruis staat er over een serie of parallel schakeling van twee weerstanden? Hoeveel ruis meten we bij korte meting (bv 10 ns) ?

18 Rekenvoorbeelden ruis 2 Hoeveel hagelruis zit er in een fotodiodestroom van 1 nA? Hoeveel extra ruis meten we bij een belichting van 1  W?

19 Samenvatting tweede ruis college Ruis sterkte via –Spectraal ruisvermogen –Tijdscorrelatie Sterkte van spectraal (witte) ruisvermogen –thermische ruis = 4kTR Δ f –hagelruis = 2q i 0 Δ f Andere soorten “ruis” –1/f ruis; offset & drift; stoorsignalen ZELFSTUDIE: –Syllabus Chapt. 3 (and 4)


Download ppt "Overzicht tweede college “ruis” Fourier analyse van ruis (tijd frequentie) –Tijdscorrelatie R NN (t) & Spectraal ruisvermogen S N (f) Verschillende soorten."

Verwante presentaties


Ads door Google